EL ORIGEN DE LA VIDA. PRINCIPALES TEORÍAS. LA EVOLUCIÓN: MECANISMOS Y PRUEBAS. LA EVOLUCIÓN HUMANA.
Hasta el presente, nuestro planeta sigue presentando una característica que lo diferencia completamente de cualquier otro planeta que hayamos podido descubrir en la porción del Universo que nos ha tocado vivir, y esta característica es, precisamente, la existencia de VIDA y, por tanto, la presencia de SERES VIVOS sobre su superficie.
Nosotros, la especie humana, somos seres vivos y podríamos hacer una descripción de nuestras características, de lo que nos diferencia de todo aquello que no son seres vivos; estamos capacitados para diferenciar el mundo vivo del mundo no vivo, pero sin embargo hay algo que no podemos hacer, y es explicar qué es la vida: en el ámbito científico no existe, hoy por hoy, una definición de vida; sabemos quién tiene vida y quién no, pero no sabemos qué es ese soplo que nos diferencia de lo no vivo.
Esto hace que tengamos que desviar nuestras preguntas hacia otros interrogantes, puesto que no sabemos qué es la vida, podemos preguntarnos
EL ORIGEN DE LA VIDA
Hasta el momento actual la ciencia no ha sido capaz de dar una explicación sobre lo que es la vida, aparte de estudiar sus características y sus manifestaciones. Además de explicar lo que es la vida, ha habido otro problema que ha preocupado al hombre desde siempre, y es el origen de la vida, ¿de dónde viene?, ¿cómo se ha formado?. Para explicar esto han existido dos grandes corrientes de pensamiento, la generación espontánea, idea que perduró hasta finales del siglo XIX, cuando L. Pasteur la rebatió, y, modernamente, la teoría del origen químico de la vida y la teoría del origen extraterrestre.
La generación espontánea
Los primeros que se ocuparon de este tema fueron los pensadores de la antigua Grecia, entre los que destaca Aristóteles, que sostenía la idea de la GENERACIÓN ESPONTÁNEA, según la cual los seres vivos provenían directamente del barro, del estiércol y de otras materias inertes sin sufrir ningún tipo de proceso previo, simplemente aparecían. Aunque esta idea pueda parecer muy infantil se mantuvo durante muchos siglos hasta el final de la Edad Media, época en la que se alternaba la creencia en la generación espontánea con la idea del origen divino de la vida, llegándose incluso a tachar de herejes a aquellos que intentaban estudiar la cuestión. Así podemos destacar los trabajos de algunos pensadores que apoyaban la generación espontánea, como Van Helmont (1577-1644), que realizó muchos experimentos sobre aspectos tales como el origen de los seres vivos, la alimentación de las plantas, etc.
Fue a finales del s. XVII cuando comenzó a cuestionarse la idea de la generación espontánea, especialmente a partir de los trabajos de Francesco Redi (1626-1698), que ideó un experimento sencillo y concluyente que consistió en meter trozos de carne en frascos cerrados, y otros en frascos abiertos, viendo que la carne de los frascos cerrados no desarrollaba gusanos.
Con este experimento Redi demostró que los gusanos no aparecían por generación espontánea, y que su presencia estaba relacionada con la posibilidad que tenían las moscas de llegar a la carne y los pescados.
La fabricación del primer microscopio por Anton van Leeuwenhoek (1632-1723) permitió descubrir los "animáculos" o seres microscópicos, que fueron al final los que ayudaron a rechazar la idea de la generación espontánea, gracias a los experimentos de Louis Pasteur (1822-1895), quien, entre otras cosas, demostró, por un lado, que los microorganismos se encontraban por todas partes y provocaban la descomposición de los alimentos y muchas enfermedades humanas, y por otro lado demostró que la generación espontánea no existía; para ello realizó el siguiente experimento:
"...Yo pongo en un frasco de vidrio uno de los siguientes líquidos, todos ellos muy alterables en contacto con el aire ordinario: agua de levadura de cerveza a la que se ha añadido azúcar, orina, jugo de remolacha, agua de pimiento. A continuación doblo el cuello del frasco, de forma que quede curvado en varias partes. Luego pongo a hervir el líquido durante varios minutos hasta que empieza a salir vapor por el extremo abierto; luego dejo enfriar el líquido. He de señalar que aún a pesar de sorprender a todos los que se ocupan de los delicados experimentos relacionados con la llamada generación espontánea, el líquido del frasco permanece inalterado definitivamente..."
A modo de curiosidad se conservan en el Instituto Pasteur de Paris algunos de los frascos que utilizó en su experimento, que todavía permanecen inalterados más de 100 años después.
Experiencia de Stanley Miller.
El experimento de Miller consistía en un circuito cerrado compuesto por un pequeño matraz con su cuello y dos comunicaciones, una de salida y otra de entrada que conectaban el circuito. Se llenaba el matraz con agua y el resto del aparato con una mezcla de metano, hidrógeno y amoniaco. Además de las anteriores partes se encuentra una cámara de descargas con electrodos de tungsteno y un condensador con agua en la parte inferior del matraz.
El procedimiento era el siguiente: se calentaba el agua y se mantenía en ebullición. El vapor de agua y los gases del circuito pasaban por la cámara y recibían una descarga de electrodos que poseían un gran potencial eléctrico. Los productos formados en la anterior fase se disolvían en el agua licuada del condensador y pasaban al matraz pequeño. Los productos volátiles estaban constantemente destilándose junto con vapor fuera del matraz, después son sometidos a las descargas. Los productos no volátiles, se almacenan en el matraz. Después de una semana de este procedimiento, Miller cerró el circuito eléctrico dejando enfriar el aparato y los resultados son los siguientes:
- El 15% del carbono "atmosférico" se encontraba presente en el "océano".
- El 5% del carbono estaba transformado en productos bioquímicos.
- Se habían sintetizados aminoácidos naturales en grandes cantidades: glicina, alanina, ácido asiático y ácido glutámico.
Después de la publicación de algunos trabajos de Miller en los aminoácidos naturales se identifican como productos de las síntesis bióticas experimentadas.
Hoy en día la teoría aceptada para explicar el origen de la vida es la que se basa en la hipótesis química expuesta por el ruso A. Oparin y el inglés Haldane en 1923.
Cuando la Tierra se formó hace unos 4.500 millones de años, era una inmensa bola incandescente en la que los distintos elementos se colocaron según su densidad, de forma que los más densos se hundieron hacia el interior de la Tierra y formaron el núcleo, y los más ligeros salieron hacia el exterior formando una capa gaseosa alrededor de la parte sólida, la protoatmósfera, en la que había gases como el metano, el amoníaco y el vapor de agua.
Estos gases estaban sometidos a intensas radiaciones ultravioletas (UV) provenientes del Sol y a fuertes descargas eléctricas que se daban en la propia atmósfera, como si fueran gigantescos relámpagos; por efecto de estas energías esos gases sencillos empezaron a reaccionar entre sí dando lugar a moléculas cada vez más complejas; al mismo tiempo la Tierra empezó a enfriarse, y comenzó a llover de forma torrencial y estas lluvias arrastraron las moléculas de la atmósfera hacia los primitivos mares que se iban formando.
Esos mares primitivos estaban muy calientes y este calor hizo que las moléculas siguieran reaccionando entre sí, apareciendo nuevas moléculas cada vez más complejas; Oparin llamó a estos mares cargados de moléculas el CALDO NUTRITIVO o SOPA PRIMORDIAL. Algunas de esas moléculas se unieron constituyendo unas asociaciones con forma de pequeñas esferas llamadas COACERVADOS, que todavía no eran células.
Este proceso continuó hasta que apareció una molécula que fue capaz de dejar copias de sí misma, es decir, algo parecido a reproducirse; esta molécula sería algo similar a un ÁCIDO NUCLEICO. Los coacervados que tenían el ácido nucleico empezaron a mantenerse en el medio aislándose para no reaccionar con otras moléculas, y finalmente empezarían a intercambiar materia y energía con el medio, dando lugar a primitivas células.
Estas primeras células se extenderían por los mares, dando comienzo un proceso que aún sigue funcionando hoy en día, el proceso de EVOLUCIÓN BIOLÓGICA, responsable de que a partir de seres vivos más sencillos vayan surgiendo seres vivos cada vez más complejos, y que es la causa de la gran diversidad de seres vivos que han poblado y pueblan actualmente la Tierra, lo que hoy llamamos la BIODIVERSIDAD
Hoy en día existe una variante de la teoría Química del origen de la vida que es la teoría del Origen Extraterrestre de la vida, que asume los principios de la teoría de Oparin con la diferencia de proponer que la molécula replicante, ese ácido nucleico primitivo capaz de autocopiarse, no surgió en los mares primordiales terrestres, sino que se originó en alguna nebulosa próxima a la Tierra o en la propia nebulosa que originó el Sistema Solar, y llegó a la Tierra en algún meteorito, integrándose en el proceso de evolución química que ya se daba en la Tierra. Esta teoría sustentada por científicos de la talla de Carl Sagan se basa en el descubrimiento extraterrestre de numerosas moléculas bioquímicas, tales como agua y aminoácidos, en las nubes gaseosas de algunas nebulosas.
Los seres vivos que han existido y existen en la actualidad son muy diferentes en cuanto a complejidad, aspecto, modo de vida, etc., independientemente de cuál haya sido el origen de la vida; sin embargo hay una serie de rasgos que son comunes a TODOS los seres vivos, extinguidos o vivientes, aunque sean de diferentes ESPECIES; estos rasgos son:
- todos los seres vivos están formados por la misma materia, a la que llamamos MATERIA ORGÁNICA
- todos los seres vivos realizan las mismas funciones, la nutrición, la relación y la reproducción, más o menos igual
- todos los seres vivos están formados por una (SERES UNICELULARES) o varias células (SERES PLURICELULARES).
El conjunto de todos los seres vivos que existen hoy en día junto con el medio donde viven forman lo que llamamos la BIOSFERA, que abarca desde el suelo y parte de los océanos, hasta la zona más baja de la atmósfera, aunque no es una capa continua, ya que en algunos lugares la densidad de seres vivos es muy alta, y en otros apenas existe vida.
LA EVOLUCIÓN DE LOS SERES VIVOS
Una vez que la vida surge sobre la Tierra la vida se nos plantea un nuevo interrogante: ¿cómo a partir de una sola célula han podido aparecer todas las especies tan diferentes que existen hoy día?. Es evidente que la contestación a esta pregunta ha variado mucho de la época en que se aceptaba la teoría de la generación espontánea a cuando esta teoría fue rechazada.
Teorías preevolutivas
Hasta el s. XIX se pensó que los seres vivos eran inmutables y que habían existido siempre de la misma manera, sin sufrir cambios, fijos, lo cual originó una corriente de ideas agrupadas bajo el término FIJISMO. G. Cuvier (1769-1832), estudiando una gran cantidad de fósiles dedujo que había especies que desaparecían, se extinguían, lo cual implicaba cambios que contradecían al fijismo; como él era fijista,
pensó que las especies aparecían sobre la Tierra y se mantenían durante mucho tiempo sin sufrir ningún cambio hasta que se producía una gran catástrofe que las hacía desaparecer, tras lo cual aparecían nuevas especies que volvían a desaparecer en otra catástrofe y así sucesivamente, surgiendo una variante de las ideas fijistas que constituyó el CATASTROFISMO.
TEORIAS EVOLUTIVAS
En la misma época, J.B. de Lamarck (1744-1829) estudiando también fósiles llegó a deducciones completamente opuestas al fijismo y que suscitaron gran controversia con Cuvier y la mayor parte de naturalistas de la época; según Lamarck las especies actuales provenían de especies primitivas, hoy extinguidas, que habrían sufrido modificaciones sucesivas; esta nueva idea recibió el nombre de EVOLUCIONISMO. Para Lamarck estas transformaciones se debían a que cuando cambiaban las condiciones ambientales, los seres vivos desarrollaban caracteres que les ayudaban a vivir mejor (ADAPTACIÓN AL MEDIO) y luego esos caracteres se transmitían a sus descendientes, apareciendo especies nuevas; es lo que llamaba la HERENCIA DE LOS CARACTERES ADQUIRIDOS.
A finales de siglo, C. Darwin (1809-1882) y A. Wallace (1823-1913) mejoraron las ideas lamarckistas, rechazando la herencia de los caracteres adquiridos e introduciendo los conceptos de VARIABILIDAD DE LAS POBLACIONES y SELECCIÓN NATURAL, que son algunas de las ideas más importantes del proceso evolutivo; la variabilidad nos explica que en una población perteneciente a una especie determinada hay una gran variedad de individuos diferentes, cada uno de los cuales se adapta de diferente manera a un ambiente determinado, de tal forma que unos se adaptan mejor (viven mejor) que otros, y esto repercute en la cantidad de descendientes que pueden tener, de forma que los que viven mejor tienen más descendientes, es decir, son seleccionados por la naturaleza para vivir y tener más hijos; esto lo podemos ver con el siguiente ejemplo:
Imaginemos que existe una especie de oso que tiene el pelo corto porque vive en un lugar cálido; entre los individuos de pelo corto también los hay que tienen el pelo largo y por lo tanto en ese medio cálido van a pasar mucho calor y van a estar en desventaja con respecto a los de pelo corto. Ahora bien, imaginemos que se produce un cambio climático, la temperatura se hace mucho más fría en cuestión de pocos años; este cambio ambiental va a provocar la desaparición de los osos de pelo corto, que morirán de frío, mientras que los de pelo largo que antes vivían mal se van a encontrar ahora con un ambiente al cual están mejor adaptados; al desaparecer los de pelo corto y quedar los de pelo largo lo que ha sucedido ha sido que los mejor adaptados a las nuevas condiciones han sido "seleccionados" por la naturaleza para seguir viviendo y reproducirse. Este proceso que permite prosperar a los mejor adaptados al tiempo que elimina a los inadaptados se llama SELECCIÓN NATURAL.
La selección natural, ayudada por otras fuerzas evolutivas tales como las MUTACIONES genéticas, provocan cambios graduales en los individuos que terminan por dar lugar a la aparición de nuevas especies, pudiendo desaparecer la especie de la que provienen (recuerda por ejemplo que el Homo sapiens actual proviene del Homo erectus que está extinguido). Este proceso de transformación gradual de una especie en otra nueva recibe el nombre de EVOLUCIÓN BIOLÓGICA o DARWINIANA.
Darwin y Wallace se encontraron con el problema de explicar por qué existía esa variedad de individuos y por qué había rasgos que sí se heredaban, ya que cuando publicaron sus obras no se conocían aún los trabajos de G. Mendel sobre la herencia de los caracteres.
Hoy en día la teoría más aceptada es el NEODARWINISMO o TEORIA SINTETICA propuesto por T. Dobzhanzky, que es la idea de evolución darwiniana vista a la luz de la genética, lo cual permite explicar que la variedad de individuos en una especie se debe a que poseen diferente información genética, y por eso se pueden heredar ciertos caracteres, ya que se transmiten a través de los genes de una generación a otra.
Algunos biólogos como Stephen Jay Gould, y, sobre todo, los paleontólogos suelen discrepar de las ideas neodarwinistas en el aspecto de la velocidad a la que se producen los cambios en las poblaciones que terminan dando lugar a especies nuevas; ellos, al estudiar los fósiles, lo que observan es que esos cambios parecen producirse mucho más deprisa de lo que indica el neodarwinismo y el evolucionismo en general: el registro fósil no nos habla de cambios graduales a lo largo de muchas generaciones, sino de cambios mucho más rápidos, en muy pocas generaciones, que convierten a unas especies en otras como respuesta a los cambios en el medio, es como si la evolución avanzara a saltos: es la denominada Teoría saltacionista, o teoría del equilibrio puntuado.
Cuando un ser vivo nace, desarrolla una serie de caracteres para los que posee información genética, y esos caracteres son modelados por el ambiente en el que vive.
Cualquier ser vivirá mejor o peor en el lugar en que le ha tocado vivir según los caracteres que haya desarrollado, así por ejemplo, si tiene una gruesa cubierta de pelo aguantará bien el frío, si tiene agilidad para subir a los árboles escapará de los predadores y si sabe nadar no se ahogará cuando tenga que cruzar un río; esta capacidad de vivir mejor o peor es lo que llamamos ADAPTACIÓN AL MEDIO: el que está mejor adaptado vive mejor, se alimenta bien, escapa de los predadores, vive más tiempo y todo esto hará que tenga más crías, y, por lo tanto, deje más descendientes a la siguiente generación que llevarán sus genes, es la SUPERVIVENCIA DEL MÁS APTO.
LOS SERES MEJOR ADAPTADOS A SU MEDIO DEJAN MÁS DESCENDIENTES A LA SIGUIENTE GENERACIÓN.
PRUEBAS DE LA EVOLUCIÓN
La evolución biológica es, posiblemente, el proceso más importante que afecta al conjunto de seres vivos que habitan en la Tierra, aunque este proceso no se de directamente sobre seres vivos determinados, ya que es un proceso que se prolonga mucho en el tiempo y tarda miles o millones de años en manifestarse; a pesar de ello, es un proceso imparable que comenzó con la aparición de la vida y desde entonces no ha perdido nada de vigor.
Podemos tener una mayor certeza de la existencia de este proceso en el pasado, ya que según lo que acabamos de ver, la evolución no se puede demostrar en la actualidad por su extremada lentitud; esta certeza, sin embargo, la podemos obtener a partir de una serie de hechos que nos van a probar su existencia.
Pruebas Biogeográficas
Las encontramos repartidas por todo el planeta, y consisten en la existencia de grupos de especies más o menos parecidas, emparentadas, que habitan lugares relacionados entre si por su proximidad, situación o características, por ejemplo, un conjunto de islas, donde cada especie del grupo se ha adaptado a unas condiciones concretas. La prueba evolutiva aparece porque todas esas especies próximas provienen de una única especie antepasada que originó a todas las demás a medida que pequeños grupos de individuos se adaptaban a las condiciones de un lugar concreto, que eran diferentes a las de otros lugares.
Son ejemplos característicos de esto los pinzones de las islas Galápagos que fueron estudiados por Darwin, los Drepanidos, aves de las islas Hawaii, o las grandes aves no voladoras distribuidas por el hemisferio sur, los ñandúes sudamericanos, las avestruces africanas, el pájaro elefante de Madagascar (extinguido), el casuario y el emú australianos o el moa gigante de Nueva Zelanda (también extinguido).
Pruebas Paleontológicas
El estudio de los fósiles nos da una idea muy directa de los cambios que sufrieron las especies al transformarse unas en otras; existen muchas series de fósiles de plantas y animales que nos permiten reconstruir cómo se fueron adaptando a las cambiantes condiciones del medio, como las series de erizos de los acantilados ingleses, el paso de reptiles a aves a través del Archaeopterix, o la evolución de los caballos para adaptarse a las grandes praderas abiertas por las que corrían.
Pruebas Anatómicas
Quizá son las que más información nos pueden aportar, porque son el reflejo directo de las adaptaciones al medio.
En muchos seres vivos existen órganos atrofiados, no funcionales, que aparecen en antepasados antiguos perfectamente funcionales, pero que con el transcurso de las generaciones dejaron de ser útiles; a estos órganos se les denomina ÓRGANOS VESTIGIALES.
Por otro lado, el estudio de la anatomía de distintas especies nos enseña que existen muchas que se parecen mucho, ya que son especies evolutivamente próximas, separadas por una diferente adaptación a medios distintos, es decir, que poseen órganos y estructuras orgánicas muy parecidas anatómicamente ya que tienen el mismo origen evolutivo, son lo que denominamos ÓRGANOS HOMÓLOGOS, como por ejemplo, la aleta de un delfín y el ala de un murciélago, son órganos con la misma estructura interna, pero uno es para nadar y otro para volar.
Al mismo tiempo, existen también especies muy separadas evolutivamente que se tienen que adaptar al mismo medio, y por lo tanto desarrollan estructuras similares, los llamados ÓRGANOS ANÁLOGOS, que son patrones anatómicos que han tenido éxito en un medio concreto y por eso varias especies lo imitan.
Estos órganos que desempeñan la misma función, pero tienen una constitución anatómica diferente se llaman ÓRGANOS ANÁLOGOS, como el ala de un insecto y el ala de un ave que ya hemos visto, y representan un fenómeno llamado CONVERGENCIA ADAPTATIVA, por el cual los seres vivos repiten fórmulas y diseños que han tenido éxito.
Si los órganos desempeñan funciones distintas pero tienen la misma anatomía interna se llaman ÓRGANOS HOMÓLOGOS, como son el ala de un ave o la aleta del delfín, y representan la DIVERGENCIA ADAPTATIVA, por la cual los seres vivos modelan sus órganos según su modo de vida, el ambiente en que están, etc.
Pruebas Embriológicas
Relacionadas con las pruebas anatómicas, el estudio de los embriones de los vertebrados nos da una interesante visión del desarrollo evolutivo de los grupos de animales, ya que las primeras fases de ese desarrollo son iguales para todos los vertebrados, siendo imposible diferenciarlos entre sí; sólo al ir avanzando el proceso cada grupo de vertebrados tendrá un embrión diferente al del resto, siendo tanto más parecidos cuanto más emparentadas estén las especies. Esto es lo que Haeckel resumió diciendo que la "ontogenia resume a la filogenia".
Pruebas Bioquímicas
Por último, las pruebas más recientes y las que mayores posibilidades presentan, consisten en comparar ciertas moléculas que aparecen en todos los seres vivos de tal manera que esas moléculas son tanto más parecidas cuanto menores diferencias evolutivas hay entre sus poseedores, y al revés; esto se ha hecho sobre todo con proteínas (por ejemplo proteínas de la sangre) y con ADN.
MICROEVOLUCIÓN Y MACROEVOLUCIÓN
A veces la selección natural actúa favoreciendo alelos que dan lugar a mayores cambios en las poblaciones, por lo que con el tiempo pueden surgir especies nuevas parecidas a las anteriores, lo que llamamos MICROEVOLUCIÓN, o grupos de seres vivos nuevos, completamente diferentes, pudiendo incluso extinguirse las especies anteriores, lo que llamamos MACROEVOLUCIÓN; todo depende de que las mutaciones originen alelos o genes nuevos, que impliquen la existencia de caracteres muy diferentes a los preexistentes, y que estos caracteres diferentes sean seleccionados por implicar una mejor adaptación al medio.
ESPECIACION
Cuando una población cambia su información genética por mutaciones, la combina por la reproducción sexual, y la selección natural favorece las nuevas combinaciones genéticas, con el tiempo esa población dejará de pertenecer a su especie y se convertirá en una especie nueva, lo que llamamos especiación. Este proceso es lento y gradual, según los darwinistas y neodarwinistas, o es rápido y brusco, según los "saltacionistas" del equilibrio puntuado.
La evolución de las especies se presenta en dos dimensiones: la evolución filética, que consiste en cambios graduales a través del tiempo, en una sola línea de descendientes; y la especiación que se produce cuando se divide en dos o más una línea de descendientes.
El concepto de especie se refiere a grupos naturales que se cruzan entre sí y se hallan aisladas reproductivamente de otros grupos. Es una unidad que intercambia alelos entre sus poblaciones, pero no puede traspasarlos a otras especies. Comparten un acervo común de genes. Si dos poblaciones de la misma especie dejan de cruzarse, producen razas, subespecies, variedades, y por último a especies diferentes. Todo esto en evoluciones de millones de años, lo que constituye la base de la especiación.
La evolución tiene como producto formar nuevas especies; que también se pueden producir artificialmente con técnicas de Biología Molecular.
La especiación se inicia con el aislamiento reproductivo, interrumpiendo el flujo génico. Luego ocurre la divergencia genética favoreciendo la selección natural.
1. especiación geográfica o alopátrida: se produce cuando una población con similar acervo genético queda separada por un accidente geográfico como ríos, mares, montañas o desiertos. Conduce a la formación de razas geográficas, de las que surgen otras especies. Primero se aíslan geográficamente, surgiendo divergencia genética; luego, cuando reanudan contacto se cruzan dando origen a organismos estériles o inviables. Con estas nuevas condiciones los dos grupos pueden coexistir en el mismo territorio sin intercambiar genes, evolucionando independientemente.
2. especiación simpátrida: son cambios genéticos en poblaciones que viven en una región geográfica, que divergen a especies diferentes porque surgen mecanismos de aislación reproductivo.
3. especiación parapátrida o por poliploidía: es un aumento del numero de cromosomas en un organismo de la población. Este no se reproduce con los seres de su grupo normales, sólo lo hace con otros que tengan su poliploidía. Este fenómeno se presenta mayoritariamente en animales y vegetales poco evolucionados
células 2n 2n 2n
sexuales
4n 4n 4n
meiosis
2n 2n 2n 2n 4n 4n
gametos n n n n 2n 2n 2n 2n 2n 2n
MECANISMOS DE AISLACIÓN REPRODUCTIVO.
El aislamiento reproductivo es fundamental para la divergencia genética, luego actúa la selección natural. Se establecen barreras biológicas previas a la formación del cigoto o aislamiento precigóticos, o posterior a la formación del cigoto o aislamiento poscigóticos.
1.- Aislamientos precigóticos: impiden el apareamiento entre distintas poblaciones o la formación de descendientes híbridos. Son de 5 tipos:
• aislamiento ecológico: poblaciones que viven en un mismo territorio, pero con hábitats diferentes. Ejemplo: algunos arbustos del género Ceanothus en california viven en un tipo de suelo y otro grupo en suelos más adversos de la misma zona.
• Aislamiento etológico: se produce cuando la atracción de machos y hembras es débil o no se produce. Los destellos de las luciérnagas, color del pavo real, canto de pájaros o croar de ranas son señales de apareamiento. Es muy fuerte en especiaciones simpátridas.
• Aislamiento temporal: se produce cuando el apareamiento de los animales o la floración de las plantas ocurren en estaciones distintas o en diferentes momentos del día. Existen las épocas de celo, controladas por temperatura o duración de la luz. La mariposa Colias philodice, de color amarillo muta a blanca, que es más resistente a las temperaturas bajas. No se reproducen entre ellas porque vuelan a diferentes horas del día.
• Aislamiento mecánico: ocurre cuando las estructuras reproductivas impiden la copulación de los animales o la transferencia de polen en vegetales. Existen formas florales atractivas a unas especies polinizadoras y a otras no.
• Aislamiento gamético: ocurre cuando los gametos no son compatibles. Este aislamiento es muy importante en organismos acuáticos que liberan los gametos en el agua, produciéndose la fecundación en el agua. Son muy importantes las feromonas, tanto para la sincronía de la ovulación y eyaculación, como en el reconocimiento específico de estos.
2.- Aislamientos poscigóticos: se producen en el cigoto híbrido interespecífico, por incompatibilidades anatómicas o fisiológicas que reducen la viabilidad o fertilidad de la descendencia híbrida. Son de 3 tipos:
• Inviabilidad de los híbridos: los cigotos híbridos no se desarrollan o bien no alcanzan la madurez sexual. Ejemplo el cruce de carnero y cabra produce fecundación, pero los embriones mueren en las primeras etapas de desarrollo.
• Esterilidad de los híbridos: los organismos híbridos no producen gametos funcionales, por alteración cromosómica en la formación de las células germinales. Ejemplo típico es la mula.
• Degradación de los híbridos: la descendencia de los híbridos presenta baja fertilidad. En el algodón, los descendientes F1 son fértiles, pero los híbridos F2 mueren.
EVOLUCIÓN DE LA ESPECIE HUMANA.-
La variabilidad de los grupos humanos se explica a partir del análisis de grupos taxonómicos que le precedieron en el tiempo y que surgen de una línea evolutiva de los primates.
La clasificación de los organismos puede basarse en ancestros comunes. Si todos los subgrupos de un nivel taxonómico tienen un mismo ancestro, se denominan MONOFILÉTICOS; si provienen de varias líneas evolutivas, se llaman POLIFILÉTICOS. Por ejemplo, se cree que los mamíferos evolucionaron de tres grupos de reptiles del Triásico.
El actual sistema científico de clasificación se basa en el propuesto en 1735 por LINNEO. El reino concibe al philum en animales y división para vegetales; se subdividen en clases, que contienen a los orden que agrupan a varias familias, estos incluyen a los géneros. El género tiene a varias especies.
Los primeros representantes de la clase mamíferos surgieron hace 200 millones de años; eran carnívoros y semejantes a un ratón, de hábitos nocturnos y habitaban en un ambiente reptilezco. Hace 65 millones de años se originaron 3 grupos diferentes: los MONOTREMAS, los MARSUPIALES y los PLACENTARIOS. De este último grupo surgen los primates.
Los PRIMATES se caracterizan por tener orbitas oculares redondeadas, cinco dedos, pulgar oponible, las uñas dejan libre la zona táctil (característica que favoreció la motricidad fina)
Los primeros primates tenían tendencia de los ojos a una posición frontal y, por lo tanto, a una visión estereoscópica; tendencia a la posición erguida. El orden primates se divide en dos familias: prosimios (lemures, társidos y tupaideos), y primates superiores o antropoides (monos del viejo y nuevo mundo, homínidos).
Los HOMÍNIDOS agrupan a los antropomorfos o póngidos y al Hombre. Según L. S. Leakey de un fósil del Mioceno, denominado Dryopithecus o procónsul surgen dos líneas evolutivas: una dio origen a los póngidos y otra al Ramapithecus, un supuesto antepasado del hombre.
El Ramapithecus es un homínido que surgió entre unos 10 y 15 millones de años atrás. Su arcada dental era pequeña y ancha, se alimentaba de semillas , de estatura baja y con tendencia a la posición erecta. Pesaba entre 20 y 40 kilos, tenía gran capacidad para la braquiación, pero también descendía al suelo a buscar su alimento.
En el proceso de HOMINIZACIÓN existen 4 fases: la prehumana, representada por el género Australopithecus, la protohumana, representada por Homo habilis; la fase humana antigua, correspondiente a homo erectus; y la humana moderna, correspondiente a Homo sapiens. El proceso es lento a partir de su separación de la línea ancestral.
EL PROCESO EVOLUTIVO HUMANO
A la luz de nuestro conocimiento actual, podemos esbozar la posible historia evolutiva que culminó con la aparición de los homínidos y, finalmente, con nuestra propia aparición como especie.
A partir de pequeños mamíferos arborícolas representados por el pequeño Purgatorius considerado como el primer Primate, que sobrevivieron a la masiva extinción de especies del Jurásico, a finales del Mesozoico, surgirá el grupo nuevo de los Primates, que se extenderá por el Viejo Mundo y llegará, aún no sabemos muy bien cómo, hasta América del Sur. Serán animales fundamentalmente arborícolas y de dieta vegetariana.
A mediados del Cenozoico, hace unos 35 millones de años, se va a producir un cambio climático en África, una aridificación del clima, que va a dar lugar a un retroceso de las selvas - menos árboles-, que van a dejar paso a unos paisajes más abiertos, herbáceos, con árboles más pequeños diseminados por el territorio, las sabanas. Ante la pérdida de cobertura arbórea, los Primates se verán obligados a bajar al suelo, para desplazarse de un árbol a otro o para buscar alimentos, apareciendo individuos que se van a ir moviendo en el suelo cada vez con más soltura mientras otros van a seguir ligados a los árboles.
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Al bajar al suelo se va a producir un cambio en la alimentación, apareciendo, por un lado, individuos que se alimentarán de raíces y semillas, alimentos más duros que les harán desarrollar una dentadura más potente, originándose la línea evolutiva de los parantropos y los australopitecos, de cráneos robustos por la especialización alimentaria; por otro lado surgirán otros homínidos que comenzarán a comer carne, tal vez primero carroña y restos dejados por los predadores, pero luego por caza directa y activa que dará otra línea de homínidos representado por Australopithecus africanus en primer lugar, y por el género Homo, a continuación.
El problema de los predadores debió ser muy importante para los primates que bajaban al suelo, donde eran más vulnerables, por lo que la capacidad de incorporarse sobre las patas traseras para ver mejor su entorno, y por tanto para ver venir a los predadores, debió ser una importante característica que otorgaría una mayor supervivencia a los individuos que lo hicieran, surgiendo el bipedismo que, por el estudio de las huellas de Laetoli de hace unos 3,5 millones de años, podemos decir que ya lo presentaba Australophitecus afarensis aún vegetariano, y después de él todos los demás homínidos.
El bipedismo dio, además, la posibilidad de tener las "manos" libres para poder manipular objetos, palos y piedras, adquiriendo entonces una enorme ventaja con respecto a otras especies competidoras de los primeros homínidos. La manipulación hace aumentar el tamaño cerebral, ya que se requiere mucha corteza motora y sensitiva, y esto permitirá desarrollar inteligencia, emociones y capacidad de hablar y comunicarse, a lo largo de un proceso iniciado en Homo habilis que concluirá con la aparición de nuestra especie, el Homo sapiens, que ha sido, en definitiva, la especie que ha terminado dominando nuestro planeta, y ha iniciado su expansión hacia otros planetas de nuestro entorno.
EL INICIO: LOS PRIMATES
Los pasos evolutivos explicados en la página anterior quedan puestos de manifiesto con el descubrimiento de fósiles de primates y homínidos que nos permiten reconstruir su aspecto y sus transformaciones, aunque hay partes aún oscuras en nuestra historia evolutiva.
Homínidos = Miembros de la línea evolutiva humana, Ardipithecus, Australopithecus, Paranthropus, y Homo (línea separada de la de los gorilas y chimpancés).
La primera prueba de la existencia de primates que se mueven por el suelo la tenemos en el Aegyptopithecus, una especie de mono que podía andar a cuatro patas en el suelo y que vivió en lo que hoy es Egipto hace unos 30 millones de años, cuando estaban desapareciendo las selvas que hasta entonces habían cubierto toda África.
En el período de hace entre 25 y 5 millones de años va a surgir una nueva línea evolutiva, la de los hominoideos, a partir de un antepasado común al que se ha llamado Procónsul, a partir del cual se van a diversificar los primates extendiéndose además por todo el Viejo Mundo (África, Europa y Asia), surgiendo los antepasados de los gibones, de los orangutanes, de los gorilas y chimpancés, y de la especie humana. De ese período comprendido entre los 25 y los 5 millones de años atrás sabemos muy poco respecto a nuestros antepasados, ya que hemos encontrado muy pocos fósiles, pero en ese período se produjo el afianzamiento de la línea que culminará con los homínidos
Hominoideos = Monos antropomorfos (gibones, orangutanes, gorilas y chimpancés) más la especie humana.
LA CONTINUACIÓN: LOS HOMÍNIDOS
El primer homínido como tal lo constituyen unos fósiles encontrados en Etiopía que se han atribuido a la especie Ardipithecus ramidus, algo parecido a un chimpancé que vivió hace unos 4,4 millones de años en zonas arboladas, alimentándose de hojas y frutos. Aunque no está del todo claro, este homínido, a medida que se fue aventurando a las zonas menos arboladas de sabana, debió terminar originando un nuevo tipo de homínidos, los Australopithecus cuyos primeros fósiles son de hace unos 4 millones de años, el Australopithecus anamensis, y que se alimentaban sobre todo de raíces y semillas del suelo, más duras que las hojas y frutos de los árboles, por lo que necesitó una dentadura mucho más desarrollada que Ardipithecus. A. anamensis se desarrolló para dar lugar a un pequeño homínido totalmente bípedo y que tal vez empezó a carroñear por los espacios abiertos de sabana, el Australopithecus afarensis.
Los Australopithecus se extendieron por toda el África oriental en los ecosistemas abiertos de sabana, a lo largo del Valle del Rift y por zonas adyacentes, diversificándose y originando aparentemente dos líneas evolutivas:
- una, la de los parantropos constituido por Paranthropus (Australopithecus) boisei y Paranthropus (Australopithecus) robustus, homínidos de gran tamaño, vegetarianos, que presentan un cráneo muy robusto, con huesos anchos que sujetaban una potente musculatura facial para masticar raíces y semillas muy duras
- y otra, la de Australopithecus africanus, más grácil, cazador y carnívoro, que representaría la línea de éxito que culminaría con la aparición de un nuevo tipo de homínidos, el género Homo, nuestro propio género, no sabemos si directamente, o a través de algún antepasado que aún no conocemos.
La principal característica de los primeros Homo, el Homo habilis, va a ser la capacidad de obtener utensilios manipulando ciertas materias primas; no está claro si este Homo fue el primero en hacerlo, o si los últimos Australopithecus africanus ya fabricaban herramientas, pero el cerebro de Homo habilis aumentó Neandertal emente, iniciando un proceso que acabará con nuestra aparición en escena.
Homo habilis fue un cazador de la sabana que nunca llegó a salir de África, especializándose cada vez más, originando una nueva especie, el grupo de Homo ergaster, que dará al Homo erectus, el cazador más eficaz y especializado surgido hasta ese momento; tal fue su éxito evolutivo que abandonó por primera vez el continente africano, llegando a Europa a través de Gibraltar y desde el Cáucaso, y extendiéndose por Asia, donde seguirá viviendo aún cuando haya desaparecido de África y de Europa. H. erectus fabricará utensilios más elaborados y conocerá el fuego como una ayuda más en su vida.
EL FINAL: LA ESPECIE HUMANA
Homo erectus evolucionará en África hacia una nueva especie que ha sido descrita del yacimiento burgalés de Atapuerca, el Homo antecessor, que surgió en África y pasó a Europa, siguiendo dos caminos evolutivos diferentes en ambos continentes:
- en Europa, en plena época glacial, dará lugar, a través de un homo intermedio, el Homo heidelbergensis, a una especie adaptada a una climatología muy adversa, fría, con una flora reducida y una fauna también muy adaptada, será el Homo neanderthalensis, el hombre de Neandertal, el primer humano verdadero, experto cazador que cuidaba a sus hijos y ancianos, enterraba a sus muertos y fue capaz de construir herramientas mucho más precisas
- en África, en un ambiente radicalmente diferente, surgirá otra especie, el Homo sapiens, nuestra especie, que en unos pocos miles de años se extenderá por todos los continentes, ocupando todos los ecosistemas y desplazando a las otras especies con que coexistió, tal vez a H. erectus en Asia, y a H. neanderthalensis en Europa, cuyo retroceso va a ir a la par que la expansión del H. sapiens, encontrándose precisamente en el sur de la península Ibérica los últimos reductos del hombre de Neandertal.
ÁRBOL EVOLUTIVO DE LOS HOMÍNIDOS
